硅改性聚合氯化鐵的制備與應(yīng)用.pdf

1、在我國，對聚合氯化鐵(PFC)的改性研究已經(jīng)進行了十幾年，研究內(nèi)容涉及到方方面面。其中由硅改性制得的聚合硅酸鐵絮凝劑(PSF)由于其無毒、絮體沉降速度快、除濁除有機物效果好等優(yōu)點，受到廣大學(xué)者的關(guān)注，成為改性研究的熱點。目前制備聚硅酸鐵絮凝劑的方法主要為兩種：一種是將聚硅酸與聚合氯化鐵分別制備好之后，將兩者復(fù)合制成聚硅酸鐵；另一種是直接在聚硅酸溶液中引入Fe(Ⅱ)離子，使其發(fā)生共聚而制得聚硅酸鐵。近年來，人們的研究側(cè)重于各反應(yīng)物之間的比

2、例及其化學(xué)形態(tài)組成，尤其是聚硅酸的不同制備條件對聚硅酸鐵絮凝劑混凝性能的影響。然而人們并沒有利用硅鐵反應(yīng)機制、水解規(guī)律等的研究，改進PSF的制備方法，從根本改進其混凝性能。
　　 本文以優(yōu)質(zhì)（不含其它重金屬）的鋼鐵鹽酸酸洗廢液為原料，在攪拌條件下，直接加入工業(yè)水玻璃和氯酸鈉的混合液，使Fe(Ⅱ)氧化后生成的Fe(Ⅲ)立即與Si進行聚合，一步制得硅改性聚合氯化鐵(Si-PFC)。解決了Fe(Ⅲ)聚合能力、穩(wěn)定性以及混凝性能較差等技

3、術(shù)難題，掃清了鹽酸鋼鐵酸洗廢液資源化利用的障礙。
　　 通過燒杯攪拌實驗，考察了合成溫度、加料速率及Fe/Si摩爾比對Si-PFC混凝性能的影響。正交實驗結(jié)果表明，最佳制備方法及條件為：取酸洗廢液330g，控制起始pH為1，水浴控制合成溫度為20℃，以Fe/Si摩爾比為25∶1配制水玻璃與氯酸鈉的混合液(即工業(yè)水玻璃8g，氯酸鈉16g，水146g),開動攪拌器，使用醫(yī)用輸液器在1.5h以內(nèi)將混合液投加完畢后，再攪拌1.0h出料，

4、室溫陳化24h后，制得Si-PFC，此時產(chǎn)品混凝性能最好。在模擬水樣pH為7.27時，最佳投加量為62.5mg/L，濁度去除率達到91.7％。
　　 并將自制的Si-PFC與PFC、工業(yè)PSF對比應(yīng)用于造紙中段廢水、活性污泥脫水和印染廢水的處理中。研究結(jié)果如下：
　　 (1)在造紙中段廢水處理中，三種混凝劑對除濁和除CODcr的最佳投加量與脫色的最佳投加量都不同。Si-PFC對除濁和CODcr的最佳投加量為300mg/L

5、，去除率分別達到92.6％,63.7％，對色度的最佳投加量為250mg/L,脫色率為87.4％。PSF在投加量為300mg/L時，對濁度和CODcr去除效果最佳，分別為88.3％和60.5％，對色度的最佳投加量也為250mg/L，此時脫色率為80.7％。PFC在投加量為400mg/L時，對CODcr和濁度的去除率分別為50.3％和84.1％，而對色度的最高去除率為71.9％，此時投加量為300mg/L。
　　 (2)在咸陽東郊污

6、水處理廠的污泥脫水處理中，原泥的初始指標為：污泥沉降比SV30為58.7％，含水率為99.2％，脫水率為17.2％，濾液的濁度為6.43NTU,pH值為8.35。當(dāng)Si-PFC的投加量為50mg/L時，污泥的SV30降為37.9％，含水率為75.8％，脫水率達到23.6％，濾液的濁度為2.76NTU。
　　 (3)在對咸陽某印染廠印染廢水的處理中，將Si-PFC、PSF和PFC三種混凝劑的脫色效果進行比較。試驗結(jié)果表明：Si-P

7、FC的處理效果最好，在最佳投加量為300mg/L時，不用調(diào)節(jié)廢水的pH即可達到最佳脫色效果，脫色率為95.2％。而PSF和PFC在400mg/L時，脫色率才達到86％。
　　 用紅外光譜法(IR)、X-射線衍射法(XRD)、多媒體顯微鏡、粒徑與Zeta電位分析等對Si-PFC進行性能研究。圖譜證實硅、鐵發(fā)生了作用，而不是簡單的原料復(fù)配。通過紅外分析可以看出，971cm-1處為Fe-O-Si鍵的伸縮振動峰，以及791cm-1左右處